CN114607807B - 一种三通柔性开关阀 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种三通柔性开关阀，包括：第一开关阀、第二开关阀和第三开关阀，第二开关阀设于第一开关阀和第三开关阀之间；第一开关阀与第二开关阀连通形成第一滑道，第一滑道内设有第一滑动阀芯，第二开关阀与第三开关阀连通形成第二滑道，第二滑道内设有第二滑动阀芯；通过控制第一滑动阀芯在第一滑道内移动、和/或第二滑动阀芯在第二滑道内移动，可调控第一开关阀、第二开关阀或第三开关阀各阀的流体流动的通断。本申请的三通柔性开关阀，主体部件可使用柔性材料制作，因而集成于软体机器人时与软体机器人具有良好的兼容性；该三通柔性开关阀有助于提升流体通断控制的有效性和可靠性，且有助于提高流体流通的流量，从而可提高工作效率。

Description

一种三通柔性开关阀

技术领域

本申请涉及一种柔性阀，具体涉及一种三通柔性开关阀。

背景技术

软体机器人是一种前沿的机器人技术，它主要由软质、高弹性、可复的硅橡胶、聚氨酯等功能材料构成，具有良好的连续变形能力、运动灵活性和友好交互性。目前流体驱动的软体执行器的发展最为成熟、应用最为广泛，然而，大多数软体执行器仍使用传统电磁阀实现运动控制，传统电磁阀采用金属材料制作，硬度大、质量大，容易影响软体执行器的柔顺性，对其使用可靠性存在不利影响。

中国专利CN 113007384 A虽然提供了一种气动三通软体开关阀，然而其使用软膜控制方式难以确保开关阀的工作气路的完全阻断，并且阀体内部的工作气路为导管，无法提供较大的流体流量，将影响流体驱动的可靠性和效率。

发明内容

本申请提供了一种三通柔性开关阀，以解决上述技术问题中的至少一个。

本申请所采用的技术方案为：

一种三通柔性开关阀，包括：第一开关阀、第二开关阀和第三开关阀，所述第二开关阀设于所述第一开关阀和所述第三开关阀之间；所述第一开关阀与所述第二开关阀连通形成第一滑道，所述第一滑道内设有第一滑动阀芯，所述第二开关阀与所述第三开关阀连通形成第二滑道，所述第二滑道内设有第二滑动阀芯；所述第一开关阀设有第一流体入口和第一流体出口，所述第一滑动阀芯沿所述第一滑道移动以控制所述第一流体入口和第一流体出口连通或阻断；所述第二开关阀设有第二流体入口和第二流体出口，所述第一滑动阀芯沿所述第一滑道移动、和/或所述第二滑动阀芯沿所述第二滑道移动以控制所述第二流体入口和第二流体出口连通或阻断；所述第三开关阀设有第三流体入口和第三流体出口，所述第二滑动阀芯沿所述第二滑道移动以控制所述第三流体入口和第三流体出口连通或阻断。

进一步地，所述第一滑道设有第一电磁线圈，所述第一滑动阀芯设有第一柔性磁体，所述第一电磁线圈通电以驱动所述第一柔性磁体带动所述第一滑动阀芯沿所述第一滑道移动；所述第二滑道设有第二电磁线圈，所述第二滑动阀芯设有第二柔性磁体，所述第二电磁线圈通电以驱动所述第二柔性磁体带动所述第二滑动阀芯沿所述第二滑道移动。

进一步地，所述第一开关阀包括第一阀体及设于所述第一阀体一端的第一阀座，所述第二开关阀包括相连通的第二阀体一和第二阀体二，所述第二阀体一的一端与所述第一阀体的另一端连通、所述第二阀体一的另一端设有第二阀座一，所述第三开关阀包括第三阀体及设于所述第三阀体一端的第三阀座，所述第二阀体二的一端与所述第三阀座的另一端连通、所述第二阀体二的另一端设有第二阀座二；所述第一滑动阀芯沿所述第一滑道在所述第一阀座与所述第二阀座一之间移动；所述第二滑动阀芯沿所述第二滑道在所述第二阀座二与所述第三阀座之间移动。

进一步地，所述第一滑动阀芯包括第一壳体和第一支撑件，所述第一支撑件设于所述第一壳体内且所述第一柔性磁体安装于所述第一支撑件；所述第一滑动阀芯沿朝向所述第一阀座移动时，所述第一壳体与所述第一阀座止挡配合以阻断所述第一流体入口和第一流体出口；所述第二滑动阀芯包括第二壳体和第二支撑件，所述第二支撑件设于所述第二壳体内且所述第二柔性磁体安装于所述第二支撑件；所述第一滑动阀芯沿朝向所述第二阀座一移动、和/或所述第二滑动阀芯沿朝向所述第二阀座二移动时，以使所述第一壳体与所述第二阀座一止挡配合、和/或所述第二壳体与所述第二阀座二止挡配合以阻断所述第二流体入口和第二流体出口；所述第二滑动阀芯沿朝向所述第三阀座移动时，所述第二壳体与所述第三阀座止挡配合以阻断所述第三流体入口和第三流体出口。

进一步地，所述第一壳体包括相对设置的第一挡板一和第一挡板二，所述第一滑道沿朝向所述第一阀座的方向收缩，且沿朝向所述第二阀座一的方向收缩；所述第一滑动阀芯移动至抵接所述第一阀座时，所述第一挡板一和第一挡板二形成V字形，且所述第一挡板一和第一挡板二分别与所述第一滑道的内壁贴合；或者，所述第一滑动阀芯移动至抵接所述第二阀座一时，所述第一挡板一和第一挡板二形成V字形，且所述第一挡板一和第一挡板二分别与所述第一滑道的内壁贴合；所述第二壳体包括相对设置的第二挡板一和第二挡板二，所述第二滑道沿朝向所述第二阀座二的方向收缩，且沿朝向所述第三阀座的方向收缩；所述第二滑动阀芯移动至抵接所述第三阀座时，所述第二挡板一和第二挡板二形成V字形，且所述第一挡板一和第一挡板二分别与所述第一滑道的内壁贴合；或者，所述第二滑动阀芯移动至抵接所述第二阀座二时，所述第二挡板一和第二挡板二形成V字形，且所述第一挡板一和第一挡板二分别与所述第一滑道的内壁贴合。

进一步地，所述第一壳体及所述第一支撑件均由柔性材料制作，且所述第一壳体的硬度大于所述第一支撑件的硬度；所述第二壳体及所述第二支撑件均由柔性材料制作，且所述第二壳体的硬度大于所述第二支撑件的硬度。

进一步地，所述第一开关阀、所述第二开关阀以及所述第三开关阀均由柔性材料制作；所述第一阀座、所述第二阀座一的硬度均大于所述第一壳体的硬度，所述第二阀座二、所述第三阀座的硬度均大于所述第二壳体的硬度。

进一步地，所述第一柔性磁体及所述第二柔性磁体均为柔性磁片，所述柔性磁片采用柔性材料和磁性材料混合制作。

进一步地，所述第一电磁线圈相对所述第一滑道的轴线对称布置，位于同侧的每三个所述第一电磁线圈为一组，分别作为三相交流电的三个相位，关于所述轴线对称的两组所述第一电磁线圈的工作方式相同；所述第二电磁线圈相对所述第二滑道的轴线对称布置，位于同侧的每三个所述第二电磁线圈为一组，分别作为三相交流电的三个相位，关于所述轴线对称的两组所述第二电磁线圈的工作方式相同。

进一步地，所述三通柔性开关阀适用于气体控制或液体控制。

由于采用了上述技术方案，本申请所取得的有益效果为：

1.本申请的三通柔性开关阀，通过第一滑动阀芯在第一滑道内移动、和/或第二滑动阀芯在第二滑道内移动，可调控第一开关阀、第二开关阀或第三开关阀的开闭，操作简单，且相较于相关技术(CN 113007384 A)中利用软膜控制的方式，本申请能够确保开关阀闭合的有效性和可靠性，当开关阀应用于软体执行器时，有助于提升软体执行器使用的可靠性。

并且本申请阀芯与滑道配合的方式有利于增加流体流通截面，相较于相关技术(CN 113007384 A)中的工作气路的管路，具有较强的流体通过性，且能够提升单位时间流体流量，可提高工作效率；并且，本申请的开关阀适用于控制气体或液体流动，扩展了应用场景。

2.作为本申请一种优选的实施方式，第一滑道设有第一电磁线圈，第一滑动阀芯设有第一柔性磁体，第一电磁线圈通电以驱动第一柔性磁体带动第一滑动阀芯沿第一滑道移动；即本申请可利用磁控方式驱动滑动阀芯移动，借鉴了直线电机的工作方式，通过第一电磁线圈和第一柔性磁体相互作用产生驱动滑动阀芯移动的驱动力，控制方式新颖。

并且，相较于相关技术(CN 113007384 A)中对控制气路加压以使软膜变形进而使工作气路通畅或截止，本申请利用磁控方式控制滑动阀芯沿滑道移动，可实现滑动阀芯移动的连续性，从而可提升开关阀开闭的效率(第二滑道具有类似的设计，此处省略描述)。

3.作为本申请一种优选的实施方式，第一开关阀设有第一阀座，第二开关阀设有第二阀座一和第二阀座二，第三开关阀设有第三阀座，第一滑动阀芯沿第一滑道在第一阀座与第二阀座一之间移动，第二滑动阀芯沿第二滑道在第二阀座二与第三阀座之间移动；本申请的阀座可用于对阀体的端部密封，以防止流体从阀体的除流体出口之外的位置泄漏，还能够对滑动阀芯的移动进行限位，起到确定滑动阀芯的移动位置、进而确定开关阀各阀开闭的状态的作用，例如，当第一滑动阀芯移动至抵接第一阀座时可提示此时第一流体入口与第一流体出口处于截断状态，通过确定第一滑动阀芯的移动位置，便于调控第一电磁线圈通电的工作方式。

4.作为本申请一种优选的实施方式，第一滑动阀芯包括第一壳体和第一支撑件，第一支撑件设于第一壳体内且第一柔性磁体安装于第一支撑件；第一滑动阀芯沿朝向第一阀座移动时，第一壳体与第一阀座止挡配合以阻断第一流体入口和第一流体出口；由此通过第一阀座与第一壳体配合既能够控制第一开关阀两侧的流体截断，还能够防止第一滑动阀芯过度移动(第一滑动阀芯与第二阀座一的配合方式，第二滑动阀芯的结构，以及第二滑动阀芯与第二阀座二、第三阀座的配合方式与上述类似，在此不再描述)。

5.作为本申请一种优选的实施方式，第一壳体包括相对设置的第一挡板一和第一挡板二，第一滑道沿朝向第一阀座的方向收缩，且沿朝向第二阀座一的方向收缩；第一滑动阀芯移动至抵接第一阀座时，第一挡板一和第一挡板二形成V字形，且第一挡板一和第一挡板二分别与第一滑道的内壁贴合；或者，第一滑动阀芯移动至抵接第二阀座一时，第一挡板一和第一挡板二形成V字形，且第一挡板一和第一挡板二分别与第一滑道的内壁贴合；由此，本申请的第一滑动阀芯移动时第一挡板一和第一挡板二能够与第一滑道相适应，通过第一挡板一和第一挡板二分别与第一滑道的内壁贴合，可加强第一滑动阀芯对流体通道的密封，进而有效地隔断第一滑动阀芯两侧的流体连通(第二壳体的结构，以及第二挡板一和第二挡板二与第三阀座/第二阀座二的配合方式与上述类似，在此不再描述)。

作为本实施方式下一种优选的实施例，第一壳体及第一支撑件均由柔性材料制作，且第一壳体的硬度大于第一支撑件的硬度；即利用柔性的第一滑动阀芯能够变形的特性，可加强与第一滑道的内壁的贴合效果从而改善对流体通道的密封；进一步地，当第一滑动阀芯移动至抵接第一阀座时，第一挡板一和第一挡板二靠近第一阀座的一端挤压第一支撑件并相互靠拢，而接下来当第一滑动阀朝着远离第一阀座的方向移动时，此时被挤压的第一支撑件能够在自身弹性力恢复的作用下提供给第一滑动阀芯额外的驱动力，从而促进第一滑动阀芯朝相反方向移动。

并且，本申请的第一滑动阀芯具有柔性，有助于降低开关阀的刚度，当开关阀应用于软体执行器时可提高软体执行器的柔顺性；并且第一壳体的硬度大于第一支撑件的硬度，当第一滑动阀芯移动至第一壳体例如与第一阀座配合时，可促使第一支撑件受力变形，使得第一滑动阀芯靠近第一阀座的一端变得紧凑，从而可加强与第一阀座之间的配合以减少两者之间的配合间隙，从而可防止流体泄漏(第二壳体及第二支撑件与上述类似，在此不再描述)。

作为本实施方式下一种优选的实施例，第一开关阀、第二开关阀以及第三开关阀均由柔性材料制作；由此，本申请的开关阀具有较高的柔性，可更容易集成在软体执行器或软体机器人上，且相较于传统电磁阀，能够承受较大冲击从而延长使用寿命。

第一阀座、第二阀座一的硬度均大于第一壳体的硬度，第二阀座二、第三阀座的硬度均大于第二壳体的硬度；由此，当滑动阀芯移动至与阀座配合时，可防止滑动阀芯冲击阀座破坏阀座对阀体的密封性，从而可确保开关阀的密封性能。

6.作为本申请一种优选的实施方式，本申请的三通柔性开关阀适用于气体控制或液体控制，从而可为流体驱动的软体执行器提供更多应用场景，丰富了使用场景。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本申请一种实施方式下的三通柔性开关阀的结构示意图；

图2是本申请一种实施方式下的第一开关阀的结构示意图；

图3是本申请一种实施方式下的第二开关阀的结构示意图；

图4是本申请一种实施方式下的第三开关阀的结构示意图；

图5是本申请一种实施方式下的三通柔性开关阀的剖视示意图一，其中，第一开关阀和第三开关阀处于关闭状态，第二开关阀处于打开状态；

图6是本申请一种实施方式下的三通柔性开关阀的剖视示意图二，其中，第二开关阀和第三开关阀处于关闭状态，第一开关阀处于打开状态；

图7是本申请一种实施方式下的三通柔性开关阀的剖视示意图三，其中，第一开关阀和第二开关阀处于关闭状态，第三开关阀处于打开状态；

图8是本申请一种实施方式下的三通柔性开关阀的剖视示意图四，其中，第二开关阀处于关闭状态，第一开关阀和第三开关阀处于打开状态；

图9是本申请一种实施方式下的滑动阀芯的结构示意图；

图10是本申请一种实施方式下的滑动阀芯的剖视示意图一；

图11是本申请一种实施方式下的滑动阀芯的剖视示意图二；

图12是本申请一种实施方式下的电磁线圈的结构示意图；

图13是本申请一种实施方式下的一组电磁线圈的电路控制示意图；

图14是本申请一种实施方式下的电磁线圈与柔性磁体相互作用的示意图。

附图标记：

10-第一开关阀，11-第二开关阀，12-第三开关阀，101-第一流体入口，102-第一流体出口，111-第二流体入口，112-第二流体出口，121-第三流体入口，122-第三流体出口，103-第一流体管路，113-子阀，116-第二流体管路，123-第三流体管路，104-第一阀体，105-第一阀座，114a-第二阀体一，114b-第二阀体二，115a-第二阀座一，115b-第二阀座二，124-第三阀体，125-第三阀座；

20-第一滑道，21-第一滑动阀芯，22-第二滑道，23-第二滑动阀芯，211-第一柔性磁体，231-第二柔性磁体，212-第一壳体，213-第一支撑件，232-第二壳体，233-第二支撑件，212a-第一挡板一，212b-第一挡板二，232a-第二挡板一，232b-第二挡板二，2131-连接段，2132-支撑段；

30-第一电磁线圈，31-第二电磁线圈。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及各实施例中的特征可以相互结合。

另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”、“轴向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

如图1至图14所示，本申请的一种三通柔性开关阀，包括：第一开关阀10、第二开关阀11和第三开关阀12，所述第二开关阀11设于所述第一开关阀10和所述第三开关阀12之间；所述第一开关阀10与所述第二开关阀11连通形成第一滑道20，所述第一滑道20内设有第一滑动阀芯21，所述第二开关阀11与所述第三开关阀12连通形成第二滑道22，所述第二滑道22内设有第二滑动阀芯23；所述第一开关阀10设有第一流体入口101和第一流体出口102，所述第一滑动阀芯21沿所述第一滑道20移动以控制所述第一流体入口101和第一流体出口102连通或阻断；所述第二开关阀11设有第二流体入口111和第二流体出口112，所述第一滑动阀芯21沿所述第一滑道20移动和/或所述第二滑动阀芯23沿所述第二滑道22移动以控制所述第二流体入口111和第二流体出口112连通或阻断；所述第三开关阀12设有第三流体入口121和第三流体出口122，所述第二滑动阀芯23沿所述第二滑道22移动以控制所述第三流体入口121和第三流体出口122连通或阻断。

根据本申请的三通柔性开关阀，通过控制第一滑动阀芯在第一滑道内移动、和/或第二滑动阀芯在第二滑道内移动，可调控第一开关阀、第二开关阀或第三开关阀各阀的流体流动的通断，既能够确保各阀通断的有效性和可靠性，还能够增加流体流通的流量，有助于提高工作效率。

具体地，如图1至图4所示，第一开关阀10、第二开关阀11和第三开关阀12集成形成本申请的三通柔性开关阀。如图2所示，第一开关阀10的一端封闭、另一端敞口以便和第二开关阀11连通并在第一开关阀10和第二开关阀11的内部形成第一滑道20。第一流体入口101和第一流体出口102例如可设于第一开关阀10的相对的两侧壁，且第一流体入口101和第一流体出口102所在的两侧的连线垂直于第一滑道20的轴线方向。优选地，第一流体入口101和第一流体出口102相对设置。优选地，第一开关阀10还设有第一流体管路103，第一流体管路103分别连接于第一流体入口101和第一流体出口102，由此，当第一滑动阀芯21沿第一滑道20上下移动时，可实现控制两侧的第一流体管路103的连通或截断，从而实现控制第一开关阀10工作管路的通断。其中，本申请对第一流体入口101和第一流体出口102的方位不作限定，例如可将左侧作为第一流体入口101、右侧作为第一流体出口102。

如图1和图3所示，第二开关阀11可由如图3中的两个子阀113组成，两个子阀113并排连接且内部连通，第二流体入口111和第二流体出口112分别设于两个子阀113的相对的两侧。在一些实施例中，第二开关阀11还设有第二流体管路116，第二流体管路116分别连接于第二流体入口111和第二流体出口112。

进一步地，如图4所示，优选地，第三开关阀12的结构与第一开关阀10的结构相同，不同之处在于第三开关阀12相对第一开关阀10倒置放置。优选地，第三开关阀12可设置第三流体管路123，第三流体管路123分别连接于第三流体入口121和第三流体出口122。由此，第二滑动阀芯23沿第二滑道22上下移动时，可实现控制两侧的第三流体管路123的连通或截断，从而实现控制第三开关阀12的工作管路的通断。

如图1所示，其中一个子阀113与第一开关阀10连通、另一个子阀113与第三开关阀12连通，由此第二开关阀11的开闭的控制方式包括：(1)控制第一滑动阀芯21沿第一滑道20移动；(2)控制第二滑动阀芯23沿第二滑道22移动；(3)同时控制第一滑动阀芯21沿第一滑道20移动、第二滑动阀芯23沿第二滑道22移动。

其中，第一开关阀10、第二开关阀11以及第三开关阀12之间的连接可通过胶接实现。

作为本申请一种优选的实施方式，如图5至图8所示，所述第一滑道20设有第一电磁线圈30，所述第一滑动阀芯21设有第一柔性磁体211，所述第一电磁线圈通电以驱动所述第一柔性磁体带动所述第一滑动阀芯沿所述第一滑道移动；所述第二滑道22设有第二电磁线圈31，所述第二滑动阀芯23设有第二柔性磁体231，所述第二电磁线圈通电以驱动所述第二柔性磁体带动所述第二滑动阀芯沿所述第二滑道移动。

由此，本申请可通过磁控方式驱动滑动阀芯移动，借鉴直线电机的工作方式(由定子演变而来的一侧称为初级，由转子演变而来的一侧称为次级)，将电磁线圈作为初级，将柔性磁体作为次级，通过电磁线圈对柔性磁体产生驱动力进而驱动滑动阀芯移动。

具体实施时，例如可在第一滑道20的两侧设置若干组第一电磁线圈30，第一柔性磁体211的磁极按照N极、S极交替排列，通过向第一电磁线圈30通入三相交流电、控制三相交流电的相位来改变初级的极性，从而与次级产生作用提供牵引力，进而使第一滑动阀芯21上下移动实现阀体流体管路的连通与截止。第二电磁线圈31与第二柔性磁体231的工作方式相同，在此不再赘述。

本申请的初级与次级的工作过程如下：如图14所示，初级通入三相交流电后，其中一组初级z1、z2、z3分别显示N极、S极和无极性时，初级z1对次级S1有吸引力作用，对次级N1有排斥力作用，能够提供给滑动阀芯以牵引力，使滑动阀芯作直线运动，当次级S1即将运行到与初级z1对应平行位置处时，电流的相位发生改变，使得初级z1、z2、z3分别显示无极性、S极和N极，再次对滑动阀芯提供牵引力，从而实现对滑动阀芯连续驱动。其中，每组初级例如可采用三相双三拍的运行方式循环通电，以使滑动阀芯持续做直线运动。

具体实施时，第一电磁线圈30可固定于第一滑道20的内壁。进一步地，第一电磁线圈30可分布于第一滑动阀芯21的两侧从而增加对第一柔性磁体211的作用范围，以加强磁力驱动效果(第二电磁线圈31的设置类似)。

在上述实施方式下，进一步地，如图5至图8所示，所述第一开关阀10包括第一阀体104及设于所述第一阀体一端的第一阀座105，所述第二开关阀11包括相连通的第二阀体一114a和第二阀体二114b，所述第二阀体一的一端与所述第一阀体的另一端连通、所述第二阀体一的另一端设有第二阀座一115a，所述第三开关阀12包括第三阀体124及设于所述第三阀体一端的第三阀座125，所述第二阀体二的一端与所述第三阀座的另一端连通、所述第二阀体二的另一端设有第二阀座二115b；所述第一滑动阀芯沿所述第一滑道在所述第一阀座与所述第二阀座一之间移动；所述第二滑动阀芯沿所述第二滑道在所述第二阀座二与所述第三阀座之间移动。

优选地，本申请的阀座可与对应的阀体密封配合，以在阀体内部形成供滑动阀芯移动的通道，且避免进入通道的流体从阀座与阀体的配合间隙流出。更具体地，如图1至图4所示，阀体的纵截面例如呈矩形，阀座的纵截面例如可呈弧形、半圆形或矩形等。阀体与阀座可一体成型，也可分体制造后连接，本申请对此不作限定。

进一步地，所述第一滑动阀芯21包括第一壳体212和第一支撑件213，所述第一支撑件213设于所述第一壳体212内且所述第一柔性磁体211安装于所述第一支撑件213；所述第一滑动阀芯沿朝向所述第一阀座移动时，所述第一壳体212与所述第一阀座105止挡配合以阻断所述第一流体入口101和第一流体出口102；所述第二滑动阀芯23包括第二壳体232和第二支撑件233，所述第二支撑件233设于所述第二壳体232内且所述第二柔性磁体231安装于所述第二支撑件233；所述第一滑动阀芯21沿朝向所述第二阀座一115a移动、和/或所述第二滑动阀芯23沿朝向所述第二阀座二115b移动时，以使所述第一壳体212与所述第二阀座一115a止挡配合、和/或所述第二壳体232与所述第二阀座二115b止挡配合以阻断所述第二流体入口111和第二流体出口112；所述第二滑动阀芯23沿朝向所述第三阀座125移动时，所述第二壳体232与所述第三阀座125止挡配合以阻断所述第三流体入口121和第三流体出口122。

具体地，图5至图8示出了本申请的三通开关阀的不同的工作状态。如图5所示，向初级(即第一电磁线圈、第二电磁线圈)通入三相交流电后，通过与次级(即第一柔性磁体、第二柔性磁体)之间同性相斥、异性相吸，控制输入给定相位的三相交流电分别提供第一滑动阀芯21向上的牵引力和第二滑动阀芯23向下的牵引力，可使第一开关阀10的流体管路及第三开关阀12的流体管路截止，而第二开关阀11的流体管路连通。

如图6所示，向初级(即第一电磁线圈、第二电磁线圈)通入三相交流电后，通过与次级(即第一柔性磁体、第二柔性磁体)之间同性相斥、异性相吸，控制输入给定相位的三相交流电分别提供第一滑动阀芯21和第二滑动阀芯23向下的牵引力，可使第二开关阀11的流体管路及第三开关阀12的流体管路截止，而第一开关阀10的流体管路连通。

如图7所示，向初级(即第一电磁线圈、第二电磁线圈)通入三相交流电后，通过与次级(即第一柔性磁体、第二柔性磁体)之间同性相斥、异性相吸，控制输入给定相位的三相交流电分别提供第一滑动阀芯21和第二滑动阀芯23向上的牵引力，可使第一开关阀10的流体管路及第二开关阀11的流体管路截止，而第三开关阀12的流体管路连通。

如图8所示，向初级(即第一电磁线圈、第二电磁线圈)通入三相交流电后，通过与次级(即第一柔性磁体、第二柔性磁体)之间同性相斥、异性相吸，控制输入给定相位的三相交流电分别提供第一滑动阀芯21向下的牵引力和第二滑动阀芯23向上的牵引力，可使第二开关阀11的流体管路截止，而第一开关阀10的流体管路和第三开关阀12的流体管路连通。

作为一种优选的实施例，如图9或图10所示，所述第一壳体212包括相对设置的第一挡板一212a和第一挡板二212b，所述第一滑道20沿朝向所述第一阀座105的方向收缩，且沿朝向所述第二阀座一115a的方向收缩；所述第一滑动阀芯21移动至抵接所述第一阀座105时，所述第一挡板一212a和第一挡板二212b形成V字形，且所述第一挡板一212a和第一挡板二212b分别与所述第一滑道的内壁贴合；或者，所述第一滑动阀芯21移动至抵接所述第二阀座一115a时，所述第一挡板一212a和第一挡板二212b形成V字形，且所述第一挡板一212a和第一挡板二212b分别与所述第一滑道的内壁贴合；所述第二壳体232包括相对设置的第二挡板一232a和第二挡板二232b，所述第二滑道22沿朝向所述第二阀座二115b的方向收缩，且沿朝向所述第三阀座125的方向收缩；所述第二滑动阀芯23移动至抵接所述第三阀座125时，所述第二挡板一232a和第二挡板二232b形成V字形，且所述第二挡板一232a和第二挡板二232b分别与所述第一滑道的内壁贴合；或者，所述第二滑动阀芯23移动至抵接所述第二阀座二115b时，所述第二挡板一232a和第二挡板二232b形成V字形，且所述第二挡板一232a和第二挡板二232b分别与所述第一滑道的内壁贴合。

可以理解，挡板的形状可以与滑道的形状相适配。优选地，如图9所示，挡板例如为两端具有弧形的平板结构，从而能够与滑道的平面结构配合。进一步地，设于两挡板之间的支撑件能够变形以适应滑道的变化，例如第一滑道20沿朝向第一阀座105的方向收缩，当第一挡板一212a和第一挡板二212b沿着朝向第一阀座105的方向移动时，第一挡板一212a和第一挡板二212b能够挤压第一支撑件以顺应逐渐变窄的第一滑道20，第一挡板一212a和第一挡板二212b的靠近第一阀座105的一端将逐渐向彼此靠近，并且在抵接至第一阀座105时第一挡板一212a和第一挡板二212b可形成V字形。通过利用支撑件变形的特性以及挡板与滑道的配合可改善滑动阀芯对流体通道的密封效果。

进一步地，所述第一壳体及所述第一支撑件均由柔性材料制作，且所述第一壳体的硬度大于所述第一支撑件的硬度；所述第二壳体及所述第二支撑件均由柔性材料制作，且所述第二壳体的硬度大于所述第二支撑件的硬度。

如图9至图11所示，第一支撑件213、第二支撑件233可具有镂空结构，以促进电磁线圈对柔性磁体的作用力，并且改善支撑件受力发生变形的特性，确保滑动阀芯与阀座的配合效果。

更具体地，如图9所示，第一支撑件213例如包括相连的连接段2131和支撑段2132，两个连接段2131分别设于支撑段2132的两端，连接段2131的中部中空以使第一挡板一212a和第一挡板二212b之间形成挤压间隙，从而第一挡板一212a和第一挡板二212b的上端或下端受力后能够相互靠拢。第一柔性磁体211可设于支撑段2132，支撑段2132的两侧分别与第一挡板一212a、第一挡板二212b形成空隙，以便使第一电磁线圈30能够透过空隙加强与第一柔性磁体211的作用力(第二支撑件233的结构类似，在此省略描述)。如图10所示，当滑动阀芯未受力时，柔性支撑件不变形，柔性支撑件两侧的柔性挡板平行，如图11所示，当滑动阀芯到达工作位置与阀座形成配合时，因柔性挡板的硬度大于柔性支撑件的硬度，柔性支撑件可受力变形，使得整体形状近似为V字形。由此，通过柔性滑动阀芯与变径的滑道配合可促进滑动阀芯移动地更顺畅，且加强滑动阀芯与滑道内壁的贴合效果。

以图5为示例进一步描述滑动阀芯的工作过程：当通入给定相位的三相交流电后，第一滑动阀芯21向上运动，第二滑动阀芯23向下运动，各自的柔性支撑件受力变形，第一滑动阀芯21与第一阀座105配合、且第二滑动阀芯23与第三阀座125形成配合，使得第一开关阀10的流体管路、第三开关阀12的流体管路关闭，第二开关阀11的流体管路开启。

如图5所示，当第一滑动阀芯21移动至抵接第一阀座105时，第一挡板一212a和第一挡板二212b靠近第一阀座105的一端挤压第一支撑件213并相互靠拢，而接下来第一滑动阀21将朝着远离第一阀座的方向即向下运动，此时被挤压的第一支撑件213能够在自身弹性力恢复的作用下提供给第一滑动阀芯21额外的驱动力(主要驱动力由第一电磁线圈30提供)，由此可促进加快第一滑动阀芯21向下移动。

作为一种优选的实施例，所述第一开关阀、所述第二开关阀以及所述第三开关阀均由柔性材料制作；所述第一阀座、所述第二阀座一的硬度均大于所述第一壳体的硬度，所述第二阀座二、所述第三阀座的硬度均大于所述第二壳体的硬度。由此本申请的三通柔性开关阀的整体的柔性得以提升，便于集成到软体执行器上。需要说明的是，本申请的柔性材料包括但不限于使用硅胶。

作为本申请一种优选的实施方式，所述第一柔性磁体及所述第二柔性磁体均为柔性磁片，所述柔性磁片采用柔性材料和磁性材料混合制作。在一些实施例中，柔性磁片可采用柔性PDMS(聚二甲基硅氧烷)与钕铁硼按照预设重量比(例如1:5)混合制作，制成的同时在强磁场条件下取向，形成各向相异的磁性复合体，然后将磁性复合体切割成一定厚度(例如0.7毫米)的柔性磁片，以实现将轻、薄、柔性和磁性集成为一体。

作为本申请一种优选的实施方式，所述第一电磁线圈相对所述第一滑道的轴线对称布置，位于同侧的每三个所述第一电磁线圈为一组，分别作为三相交流电的三个相位，关于所述轴线对称的两组所述第一电磁线圈的工作方式相同；所述第二电磁线圈相对所述第二滑道的轴线对称布置，位于同侧的每三个所述第二电磁线圈为一组，分别作为三相交流电的三个相位，关于所述轴线对称的两组所述第二电磁线圈的工作方式相同。

如图12或图13所示，为保证工作时有较大的磁力且占用较小的空间，本申请采用直径较小的电磁线圈，以保证缠绕更多的匝数。位于同侧的相邻两组线圈之间的间距可相等。进一步地，如图13所示，可使用单片机通过改变PWM信号的脉冲宽度输出本申请所需要的三相交流电，进而实现对初级线圈的极性控制。

作为本申请一种优选的实施方式，本申请的三通柔性开关阀进行流体驱动时，适用于气体或液体的流动控制。

根据本申请的三通柔性开关阀，具有如下有益技术效果：

1.使用柔性材料制作，更利于集成到软体机器人内部，为流体驱动的软体执行器提供运动控制。

2.滑动阀芯和滑道(也是流体管道)的截面尺寸较大，具有很强的流体通过性，并且，滑动阀芯的弹性密封结构具有较强的密封能力，因此既适用于气体控制，也适用于液体控制(液体控制时可把流体管路加粗一些)。

3.具有响应速度快、效率高、控制精确的优点。

4.阀体结构的设计、制造简单，具有很好的易用性和可靠性。

本申请中未述及的地方采用或借鉴已有技术即可实现。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种三通柔性开关阀，其特征在于，包括：

第一开关阀、第二开关阀和第三开关阀，所述第二开关阀设于所述第一开关阀和所述第三开关阀之间；

所述第一开关阀与所述第二开关阀连通形成第一滑道，所述第一滑道内设有第一滑动阀芯，所述第二开关阀与所述第三开关阀连通形成第二滑道，所述第二滑道内设有第二滑动阀芯；

所述第一开关阀设有第一流体入口和第一流体出口，所述第一滑动阀芯沿所述第一滑道移动以控制所述第一流体入口和第一流体出口连通或阻断；

所述第二开关阀设有第二流体入口和第二流体出口，所述第一滑动阀芯沿所述第一滑道移动、和/或所述第二滑动阀芯沿所述第二滑道移动以控制所述第二流体入口和第二流体出口连通或阻断；

所述第三开关阀设有第三流体入口和第三流体出口，所述第二滑动阀芯沿所述第二滑道移动以控制所述第三流体入口和第三流体出口连通或阻断；

所述第一滑道设有第一电磁线圈，所述第一滑动阀芯设有第一柔性磁体，所述第一电磁线圈通电以驱动所述第一柔性磁体带动所述第一滑动阀芯沿所述第一滑道移动；

所述第二滑道设有第二电磁线圈，所述第二滑动阀芯设有第二柔性磁体，所述第二电磁线圈通电以驱动所述第二柔性磁体带动所述第二滑动阀芯沿所述第二滑道移动；

所述第一开关阀包括第一阀体及设于所述第一阀体一端的第一阀座，所述第二开关阀包括相连通的第二阀体一和第二阀体二，所述第二阀体一的一端与所述第一阀体的另一端连通、所述第二阀体一的另一端设有第二阀座一，所述第三开关阀包括第三阀体及设于所述第三阀体一端的第三阀座，所述第二阀体二的一端与所述第三阀座的另一端连通、所述第二阀体二的另一端设有第二阀座二；

所述第一滑动阀芯沿所述第一滑道在所述第一阀座与所述第二阀座一之间移动；

所述第二滑动阀芯沿所述第二滑道在所述第二阀座二与所述第三阀座之间移动。

2.根据权利要求1所述的一种三通柔性开关阀，其特征在于，

所述第一滑动阀芯包括第一壳体和第一支撑件，所述第一支撑件设于所述第一壳体内且所述第一柔性磁体安装于所述第一支撑件；所述第一滑动阀芯沿朝向所述第一阀座移动时，所述第一壳体与所述第一阀座止挡配合以阻断所述第一流体入口和第一流体出口；

所述第二滑动阀芯包括第二壳体和第二支撑件，所述第二支撑件设于所述第二壳体内且所述第二柔性磁体安装于所述第二支撑件；所述第一滑动阀芯沿朝向所述第二阀座一移动、和/或所述第二滑动阀芯沿朝向所述第二阀座二移动时，以使所述第一壳体与所述第二阀座一止挡配合、和/或所述第二壳体与所述第二阀座二止挡配合以阻断所述第二流体入口和第二流体出口；

所述第二滑动阀芯沿朝向所述第三阀座移动时，所述第二壳体与所述第三阀座止挡配合以阻断所述第三流体入口和第三流体出口。

3.根据权利要求2所述的一种三通柔性开关阀，其特征在于，

所述第一壳体包括相对设置的第一挡板一和第一挡板二，所述第一滑道沿朝向所述第一阀座的方向收缩，且沿朝向所述第二阀座一的方向收缩；所述第一滑动阀芯移动至抵接所述第一阀座时，所述第一挡板一和第一挡板二形成V字形，且所述第一挡板一和第一挡板二分别与所述第一滑道的内壁贴合；或者，所述第一滑动阀芯移动至抵接所述第二阀座一时，所述第一挡板一和第一挡板二形成V字形，且所述第一挡板一和第一挡板二分别与所述第一滑道的内壁贴合；

所述第二壳体包括相对设置的第二挡板一和第二挡板二，所述第二滑道沿朝向所述第二阀座二的方向收缩，且沿朝向所述第三阀座的方向收缩；所述第二滑动阀芯移动至抵接所述第三阀座时，所述第二挡板一和第二挡板二形成V字形，且所述第二挡板一和第二挡板二分别与所述第二滑道的内壁贴合；或者，所述第二滑动阀芯移动至抵接所述第二阀座二时，所述第二挡板一和第二挡板二形成V字形，且所述第二挡板一和第二挡板二分别与所述第二滑道的内壁贴合。

4.根据权利要求3所述的一种三通柔性开关阀，其特征在于，

所述第一壳体及所述第一支撑件均由柔性材料制作，且所述第一壳体的硬度大于所述第一支撑件的硬度；

所述第二壳体及所述第二支撑件均由柔性材料制作，且所述第二壳体的硬度大于所述第二支撑件的硬度。

5.根据权利要求4所述的一种三通柔性开关阀，其特征在于，

所述第一开关阀、所述第二开关阀以及所述第三开关阀均由柔性材料制作；

所述第一阀座、所述第二阀座一的硬度均大于所述第一壳体的硬度，所述第二阀座二、所述第三阀座的硬度均大于所述第二壳体的硬度。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种三通柔性开关阀，其特征在于，

所述第一柔性磁体及所述第二柔性磁体均为柔性磁片，所述柔性磁片采用柔性材料和磁性材料混合制作。

7.根据权利要求1-5任一项所述的一种三通柔性开关阀，其特征在于，

所述第一电磁线圈相对所述第一滑道的轴线对称布置，位于同侧的每三个所述第一电磁线圈为一组，分别作为三相交流电的三个相位，关于所述轴线对称的两组所述第一电磁线圈的工作方式相同；

所述第二电磁线圈相对所述第二滑道的轴线对称布置，位于同侧的每三个所述第二电磁线圈为一组，分别作为三相交流电的三个相位，关于所述轴线对称的两组所述第二电磁线圈的工作方式相同。

8.根据权利要求1-5任一项所述的一种三通柔性开关阀，其特征在于，所述三通柔性开关阀适用于气体控制或液体控制。